JP3578817B2 - 包装に好適な複合ポリオレフィンフィルム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、互いに結合された２種類のフィルムを含んで成り、それぞれのフィルムが１つ以上の層を有する複合フィルムに関する。より詳しくは、本発明は低温における耐引裂き性および耐穴開き性が改良され、加圧に対するシール部の耐性、および垂直または水平に充填する包装機械を使用した時の処理性が改良されたポリオレフィン複合フィルムに関する。
以下に記載する複合フィルムは、包装の分野における使用に特に適している。特に本発明のフィルムは、その機械的および物理的特性のために、食品包装、特に固体および／または液体製品、および／または低温で保存する必要がある製品に使用する袋の製造に好適である。
【０００２】
とりわけ食品包装分野で使用する複合フィルムを製造するために、すでにポリオレフィンフィルムが、他の性質を有する材料から成るフィルムと結合されて一般的に使用されている。例えば、ポリエチレン（例えばＬＤＰＥ）またはポリプロピレンフィルムとポリアミドまたはポリエチレンテレフタレートフィルムとを含んで成る複合フィルムが現在使用されている。該フィルムを構成する材料を特別に選択すること、およびそれらの特性により、これらのフィルムは、垂直または水平充填機械を使用する袋の製造に十分使用できる。
さらに、例えばヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−５３３４９３から公知の様に、ポリプロピレンフィルムだけを含んで成る複合フィルムもこの分野ではすでに知られている。該ＥＰ−Ａ−５３３４９３特許出願は、２枚以上のフィルムを互いに結合させることにより製造され、それらのフィルムの少なくとも一つが、所望により結晶性ポリプロピレンを含む無定形ポリオレフィンを含んで成り、他のフィルムが一枚以上の結晶性ポリプロピレンフィルムである複合フィルムを記載している。該複合フィルム、ならびにそれを構成する各フィルムは、非延伸フィルムであり、その明細書においては、該複合フィルムを構成するフィルムの一つを延伸工程にかけることはまったく示唆されていない。したがって、該特許出願に記載されている複合フィルムは、本発明のフィルムの特性を有しておらず、本発明のフィルムが意図する特定の用途には適していない。
【０００３】
複合フィルムは国際特許出願ＷＯ ９１／１１３２４にも記載されているが、その目的には、とりわけ、高い機械的耐性を有するポリプロピレン複合フィルムが含まれる。この目的のために該特許出願は、単層ポリプロピレンベースフィルムを含んで成り、該ベースフィルムは、一軸または二軸延伸されていてもよく、その片側または両側をエチレン−プロピレン共重合体の単層フィルムで被覆されている、延伸された複合フィルムを記載している。該共重合体は、ベースフィルムの重合体が、それを被覆するフィルムの重合体よりも高い融点を有する様に選択される。次いで、この様にして得られる多層フィルムを延伸加工する。
上記の特許出願ＷＯ ９１／１１３２４に記載されている複合フィルムは、本発明の複合フィルムの意図する用途には使用できない。というのは、該フィルムを一つに結合させた時に得られるシール部が、該複合フィルムから製造された袋の中に保存された液体製品によりその上に加えられる圧力に対して十分な耐性を示さないためである。その上、特許出願ＷＯ ９１／１１３２４のベースフィルムを被覆するフィルムの製造に使用される一般的なエチレン−プロピレン共重合体は、例えば垂直（または水平）充填機械に使用するための適性、低温においても高いフィルムの耐引裂き性、および食品と接触する用途への適性の様な必要な性能を保証する特性を有していない。
【０００４】
ここで、ポリオレフィンフィルムだけを含んで成り、特にポリオレフィンキャストフィルムに結合された二軸延伸フィルムを含んで成り、二軸延伸フィルムの融点と、その二軸延伸フィルムと結合したキャストフィルムのＳ．Ｉ．Ｔ．（シール開始温度）との間隔が大きいために、垂直（または水平）充填機械で使用するのに特に好適である、新規な複合フィルムが開発された。上記間隔（ヒートシール寛容度）が増加すると、使用する機械のシール棒と直接接触するフィルム層の融解または単なる軟化といった好ましくない現象の危険性が低下する。したがって、製造中にフィルムを損傷し、フィルムを使い物にならなくする危険性、およびその結果生じる経済的な不利益が減少する、またはなくなる。その上、シール寛容度が広いと、垂直（または水平）充填機械のシール棒が作動する温度の幅を広くすることができ、それによって他の製造条件を生産性の向上（例えばフィルム速度の増加およびシール棒運転温度の調整精度の緩和）に有利に変えることができる。
本発明のフィルムの他の利点は、このフィルムをシールした時に、該シール部が高い応力抵抗（例えば約１．５〜２ ｋｇ／ｃｍ）を示し、該フィルムを液体用袋の製造に使用できることである。
さらに、本発明のフィルムは、低温でも良好な耐引裂き性を示し、食品包装分野に適している。
【０００５】
そこで、本発明は、
Ａ）単層または多層の二軸延伸フィルムであって、該二軸延伸フィルムの単層または少なくとも１層がプロピレンの結晶性単独重合体から成る二軸延伸フィルム、および
Ｂ）単層または多層のキャストフィルムであって、該キャストフィルムの単層または少なくとも１層が、Ｉ）アイソタクチックインデックスが８０を超える、好ましくは８５〜９８であるプロピレンの結晶性単独重合体、または８５重量％を超える、好ましくは９０〜９９重量％のプロピレンを含み、アイソタクチックインデックスが８５を超える、プロピレンとエチレンおよび／またはＣ_４ 〜Ｃ_８ α−オレフィンの結晶性共重合体１０〜６０、好ましくは１５〜５５重量部、ＩＩ）プロピレンおよびエチレンを含み、常温でキシレンに不溶な共重合体画分５〜２５、好ましくは５〜２０重量部、およびＩＩＩ）７０重量％未満の、好ましくは１０〜６０重量％の、最も好ましくは１２〜５５重量％のエチレンを含み、所望により少量のジエンを含み、常温でキシレンに可溶な、エチレンとプロピレンおよび／またはＣ_４ 〜Ｃ_８ α−オレフィンの共重合体２０〜７０、好ましくは２０〜６５重量部、から成る成分Ｂ_１ を含んで成る組成物から成るキャストフィルムを含んで成る複合フィルムを提供する。
【０００６】
好ましくは、二軸延伸フィルム（Ａ）の単層または少なくとも１層を構成するプロピレン結晶性単独重合体は、メルトフローレートが１．５〜３．５ｇ／１０分であるアイソタクチックポリプロピレンであり、フィルムに加工し、二軸延伸した後、９０〜９９、好ましくは９４〜９８のアイソタクチックインデックスを示す。
フィルム（Ａ）は、好ましくは３層フィルムであり、両外層は組成に関して同一であるが、内層は異なっている。好ましくは該構造において、外層はプロピレンのランダム共重合体（二元重合体またはターポリマー）を含んで成るのに対し、中間層はプロピレン結晶性単独重合体である。
フィルム（Ａ）の外層を構成し得る上記のプロピレンランダム共重合体は、好ましくはプロピレンとエチレンおよび／またはＣ_４ 〜Ｃ_８ α−オレフィンの共重合体である。
フィルム（Ｂ）が多層である場合、３層が好ましい。この場合、外層はプロピレン単独重合体、または好ましくはプロピレンとエチレンおよび／またはＣ_４ 〜Ｃ_８ α−オレフィンのランダム共重合体（バイ−またはターポリマー）から成る。
【０００７】
本発明で使用するフィルム（Ａ）および（Ｂ）中に含むことができる共重合体を得るためにプロピレンと共重合させるのに好適なＣ_４ 〜Ｃ_８ α−オレフィンには、直鎖または分枝鎖のα−オレフィンがあり、好ましい例は１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテンおよび３−メチル−１−ヘキセンである。１−ブテンが特に好ましい。
成分Ｂ_１ の例は、本出願人の名前で公開されたヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−４００３３３およびＥＰ−Ａ−４７２９４６に記載されている。
フィルム（Ｂ）を構成する組成物は、組成物自体の唯一の重合体としてＢ_１ 成分を含んで成るか、あるいはさらに別の重合体または重合体組成物、好ましくはプロピレンアイソタクチック単独重合体を、混合物全体の好ましくは６０％を超えない、より好ましくは４５％以下の量で含むことができる。好ましくは、該アイソタクチックプロピレン単独重合体は、メルトフローレート（Ｍ．Ｆ．Ｒ．）が６〜１２、好ましくは８〜１０ｇ／１０分であり、アイソタクチックインデックスが９０〜９９である。
成分Ｂ_１ 中の重合したエチレンの総含有量は、好ましくは１０〜４０重量％である。成分Ｂ_１ の画分ＩＩは、エチレンに加えて、プロピレンおよび／または上記のα−オレフィンから選択されたＣ_４ 〜Ｃ_８ α−オレフィン、および少量のジエンを含むことができる結晶性画分である。成分Ｂ_１ の画分ＩＩおよびＩＩＩ 中に所望により存在するジエンの量は、画分ＩＩおよびＩＩＩ の合計に対して好ましくは０．５〜１０重量％である。共役した、またはしていない該ジエンの例は、１，３−ブタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、１−エチリデン−１−ノルボルネンである。
【０００８】
フィルム（Ａ）が３層フィルムである場合、それら３層の厚さの百分率比は、２／９４／２〜２５／５０／２５である。好ましい比率は４／９２／４〜１０／９０／１０である。
フィルム（Ｂ）が３層フィルムである場合、それら３層の厚さの百分率比は、５／９０／５〜３３／３３／３３である。好ましい比率は１５／７０／１５〜２５／５０／２５である。
フィルム（Ａ）の厚さは一般的に１５〜３５μｍ 、好ましくは２０〜３０μｍ であるが、フィルム（Ｂ）の厚さは一般的に１５〜１００μｍ 、好ましくは３０〜６０μｍ である。フィルム（Ａ）の厚さとフィルム（Ｂ）の厚さの比率は重要ではないが、好ましくは１以下であり、より好ましくは１未満である。
フィルム（Ａ）および（Ｂ）は、フィルム製造で公知の任意の方法により製造することができる。一般的に好ましい方法は共押出しである。
本発明の複合フィルムは、様々な技法により、例えば通常の加工条件を使用し（エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸エチル溶液またはポリウレタン接着剤の様な接着剤を使用して、または使用せずに）、フィルム（Ａ）および（Ｂ）を圧延することにより、あるいはフィルム（Ａ）上にフィルム（Ｂ）を押出し被覆することにより製造される。フィルム（Ａ）および（Ｂ）を得るのに使用する結合加工も、通常の加工条件を使用して行われる。
本発明のフィルムの製造に使用する重合体には、オレフィン重合体に一般的に使用される成核剤、安定剤および顔料の様な、様々な種類の添加剤／充填材を加えることができる。
【０００９】
実施例の重合体を分析するために、下記の分析方法を使用した。
− Ｍ．Ｆ．Ｒ．： ＡＳＴＭ Ｄ １２３８、条件Ｌ、
− 固有粘度： テトラヒドロナフタリン中、１３５℃で、
− 融点： ＤＳＣ（示差走査熱量測定）、
− ダート試験： ＡＳＴＭ Ｄ １７０９。
本発明により実施例で製造したフィルムは、Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｆｏｒｍ Ｆｉｌｌ Ｓｅａｌ 包装機械を使用し、シール棒温度１６０〜１９０℃、シール時間０．８３秒間で試験し、本発明のフィルムを操作できるヒートシール寛容度を評価した。
低温における耐衝撃性の評価（落下試験）は、本発明のフィルムから製造した袋に行った。該袋に水を満たし、温度−２０℃に達するまで冷却し、２．５ｍの高さから地面に落下させ、落下後の袋の破損の程度を評価した。
【００１０】
下記の実施例は本発明を例示するためであって、限定するものではない。
実施例で使用した重合体の組成
１）プロピレンとエチレンおよびブチレンのランダムターポリマー（エチレン２％およびブチレン５．５％を含み、重合体のアイソタクチックインデックス９３、融点１３２℃、およびＭ．Ｆ．Ｒ．６ｇ／１０分である）。
２）プロピレン単独重合体（アイソタクチックインデックス９６、融点１６４℃、Ｍ．Ｆ．Ｒ．．２ｇ／１０分である）。
３）プロピレンとエチレンのランダム共重合体（エチレン２重量％を含み、アイソタクチックインデックス９４、融点１５２℃、およびＭ．Ｆ．Ｒ．．１０ｇ／１０分である）。
４）プロピレン共重合体［（Ｉ） エチレン３．５重量％を含む結晶性プロピレン共重合体４９重量％、（ＩＩ）エチレン４５．５重量％を含み、キシレンに不溶なプロピレン／エチレン共重合体５．４重量％、および（ＩＩＩ） エチレン２１重量％を含むエチレン−プロピレン共重合体４５．６重量％を含んで成る組成物］。この組成物の融点は１４５℃であり、Ｍ．Ｆ．Ｒ．は６ｇ／１０分である。該共重合体は、活性塩化マグネシウム上に担持された高立体特異性ツィーグラー−ナッタ触媒の存在下で、逐次共重合により得られる。
【００１１】
実施例１
フィルム（Ａ）の製造： 共押出しにより３層フィルムを（フラットダイに接続され、温度２８０℃で運転される３台のＢｒｕｃｋｎｅｒ押出し機を使用して）製造するが、該フィルムはａ／ｂ／ａ構造を有し、層（ｂ）は単独重合体（２）からなり、層（ａ）はターポリマー（１）から成る。各層の厚さの比率は１／２３／１である。次いで、得られたフィルムを二軸延伸する。フィルムの最終的な厚さは２５μｍ である。
フィルム（Ｂ）の製造： 共押出しにより３層のキャストフィルムを（フラットダイに接続され、温度２５０℃で運転される３台のＤｏｒｃｉ 押出し機を使用して）製造するが、該フィルムはａ／ｂ／ａ構造を有し、厚さが４５μｍ であり、層（ｂ）は共重合体（４）からなり、層（ａ）は共重合体（１）から成る。各層の厚さの比率は９／２７／９である。
こうして得られたフィルム（Ａ）および（Ｂ）を、常温で運転される２本ローラーカレンダーを使用して共に圧延する。圧延の際に２枚のフィルムを結合するのに使用した接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸エチル溶液である。
【００１２】
実施例２
実施例１のフィルムと同様の組成を有するが、二軸延伸フィルムの厚さが２０μｍ である複合フィルムを製造する。
【００１３】
実施例３
実施例１のフィルムと同様の組成を有するが、二軸延伸フィルムが厚さ２５μｍ のプロピレン単独重合体（２）の単層から成る、複合フィルムを製造する。
【００１４】
比較例１ｃ
ポリアミド（６，６ナイロンの重合により得られたもの）の二軸延伸単層フィルムを、低密度ポリエチレンの単層インフレートフィルム（ポリエチレンのＭ．Ｆ．Ｒ．：０．５〜１ｇ／１０分）と張り合わせて複合フィルムを製造する。ポリアミドフィルムの厚さは２５μｍ であり、ポリエチレンフィルムの厚さは４５μｍ である。
【００１５】
比較例２ｃ
ａ／ｂ／ａ構造を有し、層（ａ）が共重合体（３）からなり、層（ｂ）が共重合体（４）からなり、各層の厚さがそれぞれ１５、４０、１５μｍ である３層のキャストフィルムを、上記の３枚のフィルムを共押出しすることにより製造する。
次いで、該フィルムを上記の包装機械に、運転温度１４０〜１５０℃で使用した。該温度範囲で、シール部が壊れ、続いてフィルム全体が融解（運転温度約１５０℃）するか、あるいはフィルムの２つの表面がシールされない（運転温度約１４０℃）ために、このフィルムは使い物にならなかった。
本発明の実施例により示されるシール寛容度の大きさは２５℃である。本発明のフィルムおよび比較例１および２で得たフィルムの落下試験およびダート試験の結果を表１に示す。
【００１６】

Claims (8)

1. Ａ）単層または多層の二軸延伸フィルムであって、前記二軸延伸フィルムの単層または少なくとも１層がプロピレンの結晶性単独重合体から成る二軸延伸フィルム、および
   Ｂ）３層のキャストフィルムであって、前記キャストフィルムの少なくとも１層が、Ｉ）アイソタクチックインデックスが８０を超えるプロピレンの結晶性単独重合体、または８５重量％を超えるプロピレンを含み、アイソタクチックインデックスが８５を超える、プロピレンとエチレンおよび／またはＣ₄ 〜Ｃ₈ α−オレフィンの結晶性共重合体１０〜６０重量部、II）プロピレンおよびエチレンを含み、常温でキシレンに不溶な共重合体画分５〜２５重量部、およびIII)７０重量％未満のエチレンを含み、所望により少量のジエンを含み、常温でキシレンに可溶な、エチレンとプロピレンおよび／またはＣ₄ 〜Ｃ₈ α−オレフィンの共重合体２０〜７０重量部、から成る成分Ｂ₁ を含んで成る組成物から成り、なおかつ外層がプロピレンとエチレンおよび／またはＣ ₄ 〜Ｃ ₈ α−オレフィンのランダム共重合体から成るキャストフィルム
   を含んで成ることを特徴とする複合フィルム。
2. 二軸延伸フィルム（Ａ）が３層フィルムであり、外層がプロピレンとエチレンおよび／またはＣ₄ 〜Ｃ₈ α−オレフィンのランダム共重合体から成る、請求項１に記載のフィルム。
3. 二軸延伸フィルム（Ａ）が単層フィルムである、請求項１に記載のフィルム。
4. ランダム共重合体がプロピレン−エチレン二元重合体である、請求項２に記載のフィルム。
5. ランダム共重合体がプロピレン−エチレン−１−ブテンターポリマーである、請求項２に記載のフィルム。
6. ランダム共重合体がプロピレン−エチレン二元重合体である、請求項１に記載のフィルム。
7. ランダム共重合体がプロピレン−エチレン−１−ブテンターポリマーである、請求項１に記載のフィルム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルムの包装における使用。